체지방률을 알면 기초대사량이 달라진다 — Katch-McArdle(커닝햄) 공식과 제지방량
같은 키·체중·나이라도 근육이 많은 사람과 체지방이 많은 사람의 기초대사량은 다릅니다. 지방조직은 대사적으로 비교적 조용하고, 에너지를 주로 쓰는 것은 근육·장기 같은 제지방량(FFM)이기 때문입니다. 그래서 체지방률을 알면 성별·나이·키를 쓰지 않고 제지방량만으로 기초대사량을 추정하는 식이 있습니다 — 흔히 Katch-McArdle 공식이라고 부르는 식입니다. 기초대사량(BMR)·TDEE 계산기에 체지방률을 입력하면 이 식이 추가 계산됩니다.
공식 — 370 + 21.6 × 제지방량
- 제지방량 FFM(kg) = 체중 × (1 − 체지방률 ÷ 100)
- BMR(kcal/일) = 370 + 21.6 × FFM
예: 70 kg · 체지방률 20% → FFM 56 kg → 370 + 21.6 × 56 = 1,580 kcal. 같은 사람(30세 남 175 cm)의 Mifflin-St Jeor 값은 1,649 kcal로, 체지방 20%면 제지방량 기반 식이 약 70 kcal 낮게 나옵니다. 체지방률이 12%라면 FFM 61.6 kg → 1,701 kcal로 Mifflin보다 높아집니다.
이름에 관한 정리 하나. "Katch-McArdle"이라는 명칭은 McArdle·Katch·Katch의 교과서 『Exercise Physiology』에서 온 것으로, 동료심사 논문 원출처가 따로 있지 않습니다. 동일한 식은 Cunningham(1991)이 American Journal of Clinical Nutrition에 발표한 "REE = 370 + 21.6 × FFM"입니다. Cunningham은 여러 연구를 종합 검토해 제지방량이 안정 시 에너지 소비량 변동의 65–90%를 설명하며, 일반인에서는 지방량(FM)의 독립적 기여가 지지되지 않는다고 보고했습니다. 계산기는 이 논문을 1차 근거로 인용하고 교과서 명칭을 병기합니다.
Mifflin 1990도 "제지방량이 최고 예측인자"
Mifflin 등(1990)은 498명 자료에서 성별·나이·키·체중 식(R²=0.71)과 별도로 제지방량만 쓰는 식도 제시했습니다: REE = 19.7 × FFM + 413 (R²=0.64). 체중만 쓰는 식(15.1×W + 371, R²=0.56)보다 제지방량 단일 변수가 설명력이 높았습니다. 즉 "제지방량이 기초대사량의 핵심 결정 요인"이라는 점에서는 두 연구가 일치하며, 계수만 조금 다릅니다. 계산기는 체지방률 입력 시 Katch-McArdle 값을 주로 보여주고 Mifflin FFM식은 비교값으로 표시합니다.
언제 유용한가
- 근육량이 많은 사람(웨이트 트레이닝, 운동선수): 체중 기반 식은 근육을 지방처럼 취급해 과소추정할 수 있다. 제지방량 기반 식이 더 맞을 수 있다.
- 체지방률이 높은 사람: 반대로 체중 기반 식이 과대추정할 수 있다. Frankenfield 2005 고찰에서도 비만군의 예측 오차가 더 컸다.
- 감량·증량 과정 추적: 체중이 같아도 체성분이 바뀌면 BMR이 달라진다. 같은 방법으로 체지방률을 반복 측정하면 변화를 반영할 수 있다.
결정적 한계 — 체지방률 오차가 그대로 전파된다
이 식의 입력은 체지방률 하나이고, 그 체지방률은 대개 추정값입니다. 줄자(미 해군 둘레법)·캘리퍼·BIA는 DXA 대비 ±3~4 %p 오차가 흔합니다. 70 kg에서 체지방률 3 %p 차이는 제지방량 2.1 kg 차이이고, 21.6을 곱하면 BMR 약 45 kcal 차이입니다. 체지방률 오차가 ±5 %p라면 BMR은 ±75 kcal 정도 흔들립니다. 즉 "체지방률을 넣었으니 더 정확하다"가 아니라, 체지방률을 정확히 쟀을 때만 더 정확할 수 있다는 뜻입니다.
- 체지방률 출처가 무엇인가 — DXA·수중체중 > BIA·캘리퍼·줄자 순으로 오차가 작다.
- 줄자로 추정하려면 체지방률·제지방량 계산기(해군 둘레법·잭슨-폴록)로 같은 조건에서 2–3회 재서 평균을 쓴다.
- 가정용 BIA 체중계는 수분 상태에 따라 하루에도 2–3 %p 움직인다 — 아침 공복 같은 조건으로만 비교한다.
- 결과는 Mifflin-St Jeor 값과 나란히 "범위"로 본다. 두 값이 100 kcal 넘게 벌어지면 체지방률 측정을 의심한다.
제지방량이 늘면 기초대사량은 얼마나 오르나
식을 그대로 읽으면 제지방량 1 kg당 21.6 kcal/일입니다. 근력운동으로 근육 2 kg을 늘려도 BMR 증가는 하루 40여 kcal 수준 — "근육을 키우면 가만히 있어도 살이 쭉쭉 빠진다"는 말은 과장입니다. 다만 근력운동 자체의 소비와 활동량 증가, 체중 유지 시 체지방 비율 개선 효과는 별개로 의미가 있습니다. 기초대사량 공식 전반의 정확도 비교는 미플린 vs 해리스-베네딕트에서, 활동계수와 감량 칼로리는 TDEE 활동계수의 출처에서 이어집니다.
- Cunningham JJ. Body composition as a determinant of energy expenditure: a synthetic review and a proposed general prediction equation. Am J Clin Nutr. 1991;54(6):963–969. PubMed
- Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, Daugherty SA, Koh YO. A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr. 1990;51(2):241–247. PubMed
- McArdle WD, Katch FI, Katch VL. Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance. 8th ed. Philadelphia: Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins; 2015. ISBN 9781451191554 (Open Library)
- Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C. Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. J Am Diet Assoc. 2005;105(5):775–789. PubMed
- Hodgdon JA, Beckett MB. Prediction of percent body fat for U.S. Navy men from body circumferences and height. Naval Health Research Center, San Diego; Report No. 84-11. 1984. DTIC